ацетилен в сварке для чего
Ацетиленовая сварка
Использование ацетилена в сварке — один из старейших методов получения качественного эстетичного шва. С помощью этого метода можно варить любые металлы, в том числе черные и цветные. Вам даже не нужно использовать для этого электричество! Словом, это крайне интересный метод соединения однородных и разнородных металлов.
В этой статье мы кратко расскажем, что такое ацетиленовая сварка, какие есть достоинства и недостатки у этой технологии, какие особенности учесть, чтобы получить максимально качественный шов.
Общая информация
Ацетиленовая сварка — метод соединения металлов, при котором ключевым компонентом является газ ацетилен. Ацетилен получают путем смешивания карбида кальция с водой. Ранее смешивание выполнялось вручную в специальном генераторе. Дополнительно использовался баллон с кислородом, шланги, горелка. Применение ацетилена и кислорода при сварке получило широкое распространение.
Всегда было одно «но»: генератор и необходимость смешивать ацетилен вручную. Эта процедура была трудоемкой и проводилась перед каждой сваркой. Но был один плюс: после сварки можно было слить оставшийся газ и использовать его повторно. Но вскоре газовая сварка ацетиленом начала производиться применением специальным баллонов, содержавших газ ацетилен. Так что сейчас нет нужды вручную сменить карбид кальция и воду.
Технология
Сначала подается ацетилен для сварки до того момента, пока не появится характерный резкий запах. Поджигаем горелку и постепенно подаем кислород. Должно образоваться красивое синее пламя. Баллоны с ацетиленом и кислородом обычно снабжены редукторами. Установите давление ацетилена от 2 до 4 атмосфер, и давление кислорода до 2 атмосфер. Это оптимальные значения. Мы не рекомендуем использовать большее давление, поскольку оно лишь усложнит процесс сварки.
Если предстоит сварка ацетиленом и кислородом черных металлов, то рекомендуем добиться нейтрального пламени. Его можно визуально отличить от любого другого, поскольку пламя состоит из трех «слоев»: внутренний обычно ярко-голубого или зеленоватого цвета, средний бледно-голубого цвета и наружный.
Вообще существует 4 типа пламени, получаемого с помощью ацетилена. Но чаще всего используется именно нейтральное пламя, оно относительно универсальное. Здесь мы не будем подробно расписывать, как добиться нейтрального пламени, поскольку это сложный процесс. При желании вы сможете найти дополнительные обучающие материалы. Скажем лишь, что важно не допускать появления длинного пламени, конец которого окрашен в оранжевый цвет. К тому же, неправильно настроенное пламя может вместо плавления просто разрезать металл, так что важно уделить этой теме побольше внимания при обучении.
Достоинства и недостатки
Достоинства у ацетиленовой сварки весомые. Во-первых, вам не нужно использовать электричество, чтобы произвести сварку. К тому же, все оборудование можно перевозить на специальной тележке, и вы сможете варить на улице в труднодоступных местах. Во-вторых, вы можете просто поменять угол направления пламени, и температура ванны сразу же изменится. Так можно довольно удобно регулировать степень нагрева.
В-третьих, при должной сноровке вы можете избежать прожогов просто меняя расстояние от сварочной ванны до горелки. Но не стоит забывать и о недостатках. Нужно понимать, что такая сварка требует много времени и терпения, поэтому ее нельзя назвать производительной.
А такой вариант вряд ли подойдет для крупного предприятия с большим количеством выпускаемой продукции. Также учитывайте, что во время сварки нагревается не только сварочная ванна, но и вся прилегающая область металла, а это не очень хорошо для детали. Также такую работу не сможет выполнить сварщик низкой квалификации, обязательно нужен профессионал своего дела.
Особенности
Ацетилено кислородная сварка имеет свои особенности, которые обязательно нужно учитывать перед началом работ. Прежде всего, качество готового шва зависит от трех компонентов: мощности пламени, угла сварки и диаметра присадочной проволоки. Давайте подробнее остановимся на каждом из них.
Мощность пламени газовые горелки для сварки должна выбираться исходя из свойств металла, который вы собираетесь варить. Пользуйтесь простым правилом: у толстой детали высокая теплопроводность и температура плавления, значит для нее необходима большая мощность пламени. С тонкой деталью все с точностью наоборот. Но учтите, что тем больше мощность пламени, тем больше расход газа.
Профессионалы обычно высчитывают оптимальную мощность с помощью формулы, но для новичков этот метод может показаться сложным. Поэтому просто дадим свои рекомендации касаемо оптимальных значений мощности для каждого типа металла. Ниже вы можете видеть рекомендуемые номера наконечников в соответствии с толщиной металла. Именно с помощью наконечника регулируется мощность. Она имеет свою ЕИ — литры в час (л/ч).
Теперь поговорим об угле наклона горелки. Угол наклона так же зависит от толщины металла. Для сварки металла толщиной от 1 до 155 миллиметров рекомендуем угол от 10 до 80 гарусов соответственно. Увеличивайте угол, если металл толще. Чтобы деталь хорошо прогрелась (не важно, какой она толщины) нужно в начале сварки держать горелку под углом в 90 градусов.
Также присадочная проволока используется для сварки. Ее диаметр наравне с мощностью пламени и углом наклона горелки влияет на качество шва. Здесь все то же самое, диаметр подбирается исходя из толщины металла. Просто узнайте, сколько миллиметров толщина вашей детали, поделите пополам это значение и прибавьте один миллиметр, таков будет диаметр проволоки.
Отдельно хотим рассказать вам о способах ведения горелки. Ее можно вести на себя или от себя. Если вы будете вести на себя, то сначала должна двигаться горелка, а вслед за ней присадочная проволока. Так пламя будет равномерно разогревать металл и формировать сварочную ванну. Старайтесь держать горелку под углом 45 градусов. Траектория движения — кругом или полукругом. Присадочную проволоку нужно подавать следом, прямо в сварочную ванну.
Если вы будете варить от себя, то сначала нужно подавать присадочную проволоку, и только затем горелку. Зачастую такой метод применяют, если нужно сварить толстый металл. В таком случае нагрев металла и плавление проволоки осуществляются одновременно. Образуется смесь из расплавленной проволоки и металла, которая заполняет сварочную ванну. И самое сложное — добиться равномерного смешивания, чтобы шов получился максимально качественным. Так что нужно следить за скорость плавления металла и проволоки.
Вместо заключения
Ацетиленовая сварка — одна из лучших технологий для резки и сварки металлов, если на первом месте стоит качество шва, а не количество выпущенной продукции. Сварка ацетиленом, по сути, является просто разновидностью газовой сварки, а потому доступна и проста в эксплуатации. Газовые баллоны можно легко и недорого купить в любом специализированном магазине. Больше не нужно вручную смешивать воду с карбидом, чтобы получить ацетилен, достаточно открыть подачу газа и приступить к работе. А вы когда-нибудь выполняли ацетиленовую сварку? Расскажите о своем опыте, он будет полезен для новичков. Не забывайте делиться этой статьей в своих социальных сетях. Желаем удачи в работе!
Принцип ацетиленовой сварки с кислородом
Сваривание деталей позволяет создавать прочное, неразъемное соединение. Одной из его разновидностей является ацетиленовая сварка. С помощью этого способа можно соединять практически любые черные и цветные металлы и получать качественный и красивый шов. Несмотря на то что газосварка относится к старейшим методам соединения, она не утратила актуальности и сейчас.
Газосварка труб.
Информация о методе ацетиленовой сварки
Основным компонентом в данном виде сварки является ацетилен. Его получают искусственным путем в процессе смешивания воды и карбида кальция. В горелке образуется его смесь с кислородом, горение которой позволяет создавать высокую температуру.
Формула ацетилена – C2H2, его особенность заключается в строении молекулы. В ней атомы углерода образуют высокоэнергичную тройную связь, также есть 2 слабые водородные связи.
В результате горения ацетилена в кислородной среде создается высокая температура, что позволяет оплавлять края деталей и прочно соединять их между собой.
Сложность газовой сварки
Основная сложность сварки ацетиленом и кислородом в том, чтобы получить C2H2. Раньше это делали в специальном аппарате, затем газ подавался по шлангам в горелку.
В нее же подводился кислород из баллона, они смешивались, и образовывалось пламя. Карбид кальция и вода заливались в генератор вручную. Этот трудоемкий процесс выполнялся перед каждой сваркой. После выполнения работ воду сливали и повторно использовали оставшийся карбид.
Сейчас проводить ацетиленовую сварку намного проще. Уже не надо вручную смешивать воду с карбидом: есть специальные баллоны и ацетиленом, их надо только подключить к горелке.
Описание технологии
Для проведения сварки сначала на горелке открывают подачу ацетилена. На то, что он выходит, указывает неприятный запах. Затем поджигают газ и медленно начинают подавать кислород из баллона.
Пламя должно приобрести синий цвет. На емкостях с кислородом и ацетиленом имеются редукторы. Для первого газа давление выставляют до 2 атм., а для второго – 2-4 атм. Большие значения усложняют процесс сварки.
Для работы с черными металлами используют пламя нейтрального цвета. Нельзя допускать, чтобы оно было длинным, а его край окрашивался в оранжевый цвет. Если неправильно настроить горелку, то вместо сваривания изделий будет выполнена их резка.
В процессе газовой сварки под действием высокой температуры края соединяемых заготовок переходят в жидкое состояние, а после их застывания получается прочное соединение. Баллоны с кислородом окрашивают в голубой цвет, а с ацетиленом – в белый.
Баллоны с кислородом и ацетиленом.
Преимущества данного метода
При горении такого газа в среде кислорода достигается температура, превышающая градус плавления стали и других металлов. Квалифицированный сварщик с помощью такого оборудования выполняет работы качественно и с высокой эффективностью.
Кроме этого, ацетиленовая сварка имеет такие преимущества, как:
Недостатки использования ацетилена
Среди недостатков такого способа сварки надо отметить следующие:
Для каких металлов подходит
Данный вид сварки подходит для большинства черных и цветных металлов. Он практически незаменим при соединении тонкостенных труб и аналогичных деталей, при работе с медью, чугуном, заготовками из конструкционной стали.
Взрывоопасность газа
Ацетилен – взрывоопасный газ. Его самовозгорание происходит при 335°C, а в смеси с кислородом – при 300°C.
Факторы, увеличивающие вероятность взрыва:
Во время взрыва выделяется много тепла (в 2 раза больше по сравнению с аналогичной массой тротила), что приводит к большим разрушениям.
Действия в случае возгорания
Если в результате неправильного использования ацетилена возник пожар, выполняют следующие действия:
Подготовка к выполнению работ
Перед тем как приступить к выполнению работ, надо очистить пост газосварки ото всех посторонних предметов, а также надежно защитить легковоспламеняющиеся поверхности.
Защитные средства
Для защиты от негативного воздействия высокой температуры газосварщик должен обязательно использовать:
Инструменты и оборудование
Для выполнения работ понадобятся следующие инструменты:
Кроме того, надо подготовить такое оборудование:
Подготовка металла
На данном этапе с изделий в местах их соединения удаляют грязь, ржавчину, имеющиеся следы консервации. Для этого используют щетку по металлу.
Зачистка металла перед сваркой.
Важные особенности
Качество и надежность швов, полученных в результате применения кислородно-ацетиленовой сварки, во многом зависят от соблюдения технологии проведения работ.
Существует три основных фактора, влияющих на характеристики соединения:
Главные особенности ацетилено-кислородной сварки:
Подготовка материала к сварке
Очищенные от грязи и ржавчины детали надо правильно подготовить к сварке. Это поможет облегчить и ускорить процесс их соединения, а также получить более качественный шов.
Подготовка изделий включает следующие этапы:
Описание процесса ацетиленовой сварки
Перед работой надо отрегулировать давление газа. Для этого открывают редукторы на баллонах и выставляют нужные значения (в пределах 2 атм.). При больших показателях регулировать пламя сложнее.
Настройка пламени горелки
Сначала подают ацетилен и поджигают горелку. Плавно открывают кислородный вентиль и регулируют пламя.
В строении факела есть 3 видимые части:
При выполнении регулировки горелку подводят к металлической поверхности и вентилями подачи газов выставляют требуемый режим. Ядро пламени не должно быть большим. Добиваются необходимого цвета восстановительного пламени.
Размер факела выставляют при помощи подачи ацетилена. Делать мощным огонь не стоит: это приводит к увеличению не только скорости сварки, но и вероятности подрезов шва и прожига заготовки. Длинный факел вносит в зону сварки лишний углерод, что снижает качество получаемого шва.
Введение присадки
В зависимости от ведения горелки присадку подают по-разному. Если ее двигают на себя, то сначала прогревают изделие, чтобы сформировать сварочную ванну, а затем подают проволоку.
Горелку направляют под острым углом к соединяемым деталям. Это более простой способ. На разогретый металл снимают каплю с проволоки и растягивают ее по шву. Чтобы избежать появления прожогов, горелкой делают движения по кругу или в виде полумесяца.
Если работу выполняют от себя, то сначала располагают проволоку, а затем горелку. Этот вариант используют при соединении толстых изделий.
Расплавленный металл соединяемых изделий заполняет сварочную ванну одновременно с присадкой. От сварщика требуется большая квалификация, чтобы равномерно перемешать основной материал и присадку. Если это сделать неправильно, то получится расслабленный шов.
Для получения качественного соединения важно, чтобы при стыковке труб или тонкостенных изделий зазор между ними был минимальным. Большие детали сначала прихватывают в нескольких местах, а затем выполняют ацетиленовую сварку.
Правильный выбор режима
При сваривании разных металлов используются следующие режимы работы:
Прогрев металла
Перед тем как варить, надо прогреть заготовку. Для этого пламя на нее направляют под прямым углом так, чтобы между ядром и заготовкой было расстояние 1-3 мм. При прогреве металл приобретает красный цвет, затем становится светло-желтого цвета и образует сварочную ванну.
Сначала делают несколько колебательных дугообразных движений, затем отводят горелку на 30-40° и подают присадку. Ее либо помещают в жидкую ванну либо каплями направляют в область соединения.
В процессе горелкой продолжают выполнять дугообразные движения и медленно продвигаются вдоль линии шва. Работают так, чтобы ядро пламени не попадало в сварочную ванну.
Прогрев металла перед сваркой.
Порядок закрытия горелки
По окончании работ надо правильно закрыть горелку:
Завершение сварочных работ
На завершающем этапе работ из рукавов выпускают остатки газа. Для этого приоткрывают краны на горелке (вентили на баллонах должны быть закрыты) и, когда стрелка манометра упадет до 0, закрывают.
Сначала качество шва контролируют визуально. Перед осмотром его очищают от шлака, окалины и брызг металла. Шов должен быть плотным, шириной 5-6 мм, высотой 1-2 мм, чешуйки должны быть расположены равномерно.
Чтобы определить качество соединения в глубине шва, используют неразрушающие методы контроля:
Для более детального визуального осмотра используют лупу с увеличением в 5-10 раз и дополнительное освещение шва.
Проведение ультразвуковой дефектоскопии.
Как резать металлы ацетиленом
Кислородно-ацетиленовым резаком можно работать только с углеродистой и нелегированной сталью. Для нержавейки, цветных металлов и их сплавов указанная технология не подходит.
Газовая резка основана на способности стали гореть в струе чистого кислорода, нагревающего ее практически до температуры плавления. В качестве топлива выступает ацетилен, а окислителя – кислород.
Смесь этих газов нужна только на этапе разогрева металла, когда лист проколот и загорелся. Дальнейший процесс происходит без участия ацетилена. Горение поддерживается за счет подачи кислорода, он же выдувает из места проведения работ продукты сгорания.
Возгорание стали происходит в зависимости от ее состояния: например, толстые заготовки надо разогревать до 1200-1300°С, а тонколистовые – до 930°С.
В начале резки металла струей кислорода мундштук резака плавно двигают вперед. Продукты обработки сдувают в заднюю часть рабочей зоны. Если раскаленный поток возвращается назад или замедляется, надо остановиться, прогреть заготовку и продолжить плавное движение резаком.
Если при выполнении сварочных работ важна не скорость, а качество шва, то ацетиленовая сварка является лучшей технологией.
Особенности ацетиленовой сварки, ее преимущества и недостатки, области использования
Ацетилен (он же этин) используется в сварке практически с момента её изобретения. С ним можно получить плотные и аккуратные швы.
Причем, технология с использованием ацетилена может применяться как с углеродистыми сталями, так и со сплавами цветных металлов. Для этого метода не понадобится даже электрическая сеть!
Общая информация
В ацетиленовой сварке основным «участником» является газ ацетилен. В промышленности он образуется после гидролиза карбида кальция (его соединения с молекулами воды) или пиролиза углеводородного сырья.
Первый метод даёт более чистый газ, поэтому сварочный ацетилен делают именно так. Раньше сварщики перед работой соединяли воду и карбид вручную с участием кислородного баллона, горелок и шлангов.
Однако с улучшением технологий появилась возможность закупать готовые газовые баллоны. Смесь ацетилена и кислорода часто используется в сварке.
Но, стоит заметить, после завершения готовый ацетилен можно было перелить в закрытый резервуар и использовать в дальнейшем.
Но теперь есть массовое производство баллонов, наполненных ацетиленом, поэтому самостоятельно мешать кальций карбид с водой не нужно, достаточно просто купить расходник.
Технология
В первую очередь в зону сварки подают ацетилен. Делают это до момента, пока не почувствуется резкий запах, характерный для этого газа. Потом поджигается горелка и начинается постепенная подача кислорода. Горелка должна дать синее пламя.
Если давление ацетилена будет больше, сварочный процесс усложнится, поэтому мы не рекомендуем делать так.
Если вы будете использовать ацетилен-кислородную сварку для соединения черного металла, то лучше создать нейтральное пламя.
С использованием ацителина можно получить четыре вида пламени горелки. Но нейтральный вид считается универсальным, и потому его создают чаще всего. В этой статье мы не будем в деталях рассказывать, как получить нейтральное пламя, так как это сложно.
Вы можете найти обучающие видео уроки или отдельные материалы на эту тему. Мы только заметим, что не должно образовываться длинное пламя, у которого кончик имеет оранжевый цвет.
«За» и «Против»
У сварки ацетиленом немало весомых плюсов. Прежде всего, для её осуществления не нужна электродуга и электрический ток вообще.
Всю аппаратуру и расходники легко перемещать при помощи тележки, поэтому работать вы можете даже в самых труднодоступных участках. Также регулировка степени нагрева очень удобная.
Она быстро осуществляется за счет изменения угла между пламенем и поверхностью. Кроме того, при хорошей натренированности вы можете предупредить прожоги на поверхности, изменяя расстояние между пламенем и сварочной ванной.
Но недостатки у ацетиленовой сварки тоже есть. Прежде всего, она медленная и кропотливая, потому производительность её не так велика, как у электрической.
Поэтому ацетилен редко используют в промышленности и даже маленьких цехах, где нужно производить определённое количество деталей за день. Учтите, что газовая горелка не может нагревать только сварочную ванну.
Она затрагивает также «соседние» участки элементов, что может плохо повлиять на прочность готового изделия. Поэтому недостаточно обученному мастеру лучше не экспериментировать с этим видом сварки. Ею должны заниматься квалифицированные сварщики.
Особенности
Сварка с применением ацетилена и кислорода связана с нюансами, о которых нельзя забывать перед тем, как приступать к работе. Характеристики готового соединения зависят от трёх пунктов: силы пламени, угла наклона горелки и диаметра присадки.
Какую мощность установить на горелке зависит от того, какие свойства у свариваемых металлических заготовок.
Правило подбора простое: элемент с большим сечением обладает высокой температурой плавления и теплопроводностью требует большей мощности газовой горелки.
Если заготовка тонка, пламя, наоборот, должно быть «слабее». Но учитывайте, что большая сила пламени требует увеличения количества используемого газа ацетилена.
Опытные сварщики рассчитывают нужную мощность горелки применяя формулу. Для «зелёных» мастеров это может быть сложнее. Потому на различных ресурсах можно встретить таблицы соответствия и подбора характеристики в зависимости от толщины металла.
Мощность (измеряется в л/ч) меняется со сменой наконечников. У каждого из них есть свой номер, поэтому её подбор равен подбору номера наконечника.
От сечения детали зависит не только сила пламени, но и угол, под которым вы будете создавать шов. Если деталь 155 миллиметров и меньше, для неё подойдёт острый угол: от 10 до 80 градусов примерно.
Наклон увеличивают с утолщением заготовки. Перед сваркой металла ацетиленом любой толщины его нужно прогреть в любом случае, поэтому в самом начале горелка должна быть под прямым углом к поверхности.
Создание шва
Для создания шва нужен и присадочный материал в виде проволоки. Её толщина влияет на свойства шва в такой же степени, как и сила пламени и угол, под которым расположена горелка.
Выбор проволоки также зависит от сечения свариваемой детали. Для определения диаметра присадки есть формула: измерьте сечение металла, разделите на два и добавьте 1 мм. Это и будет нужное значение ширины присадочной проволоки.
Способ, которым вы будете вести горелку, также важен для итогового результата. Она может идти в направлении «на» и «от себя». В первом случае вы ведете горелку, за которой пускаете присадку.
В этом случае за счет равномерного подогрева металла будет образовываться сварочная ванна. Держите источник пламени под острым углом в 45 градусов.
Двигайте его по полукруглой или круглой траектории. Присадку подавайте сразу за пламенем в углубление ванны.
Так металл и присадка будут плавиться одновременно и из-за этого лучше соединяться.
Так шов будет однородным и без деформаций. Поэтому будьте внимательны по отношению к скорости расплавления кромок и присадки.
Заключение
Ацетилен кислородная сварка не зря так часто применяется для соединения и разъединения металлических деталей. Здесь преимущество не в производительности и скорости, а в качестве готовой конструкции.
Смешивание карбида кальция с водой осталось в прошлом, и эта мучительная работа больше не побеспокоит сварщиков.
Нужно просто прокрутить вентиль, но, конечно, предварительно настроив давление. Также важно соблюдать технику безопасности, надевать специальную форму и аккуратно обращаться с горелкой. Желаем удачи!